JP2008149326A - Laser cladding apparatus for valve seat portion - Google Patents

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Koji Saito
浩二 齊藤
Hideji Sato
秀司 佐藤
Nobuki Matsuo
伸樹 松尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately and excellently carry out a required laser cladding treatment for respective valve seat portions without being affected by thermal deformation, etc. <P>SOLUTION: A laser cladding apparatus 10 comprises a carrying and driving mechanism 28 which supports a cylinder head 12 and carries its respective valve seat portions 16a to a treatment position to be irradiated with a semiconductor laser beam 22, and can turn about the centers of the treating surfaces of the respective valve seat portions 16a, an image capture mechanism 30 for picking-up the image of the valve seat portions 16a to be arranged at the treatment position, and a control mechanism 32 which processes the image picked-up by the image capture mechanism 30, and calculates the positions of the picked-up valve seat portions 16a, and can adjust the positions of the valve seat portions 16a based on the calculated result. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリンダヘッドのバルブシート部に金属粉末を供給しつつ、該金属粉末にレーザを照射することにより溶融及び固化させて肉盛りをするバルブシート部のレーザ肉盛装置に関する。   The present invention relates to a laser build-up device for a valve seat portion that supplies metal powder to a valve seat portion of a cylinder head and melts and solidifies the metal powder by irradiating the metal powder with laser.

通常、内燃機関を構成するシリンダヘッドでは、バルブがバルブシート部に繰り返し接触している。このため、バルブシート部には、耐摩耗性が要求されており、例えば、アルミニウム合金製のシリンダヘッドでは、前記バルブシート部に焼結リングを圧入する構成が採用されている。   Usually, in the cylinder head constituting the internal combustion engine, the valve is repeatedly in contact with the valve seat portion. For this reason, the valve seat portion is required to have wear resistance. For example, a cylinder head made of an aluminum alloy employs a configuration in which a sintered ring is press-fitted into the valve seat portion.

一方、バルブシート部に金属粉末を供給しつつ、この金属粉末にレーザを照射することにより溶融及び固化させて肉盛りをするレーザ肉盛装置(所謂、レーザクラッド装置)が用いられている。   On the other hand, a laser cladding apparatus (so-called laser cladding apparatus) is used in which metal powder is supplied to the valve seat portion and is melted and solidified by irradiating the metal powder with a laser to build up.

この種のレーザ肉盛装置では、シリンダヘッドのバルブシート部において、被処理面が水平に維持された状態で、前記シリンダヘッドを前記バルブシート部の軸線の周りに回転させる必要がある。このため、シリンダヘッドが載置台に載置されるとともに、この載置台をバルブシート部の軸線の周りに回転可能なシリンダヘッド支持装置が採用されている。   In this type of laser cladding apparatus, it is necessary to rotate the cylinder head around the axis of the valve seat portion in a state where the processing target surface is kept horizontal in the valve seat portion of the cylinder head. Therefore, a cylinder head support device is employed in which the cylinder head is mounted on the mounting table and the mounting table can be rotated around the axis of the valve seat portion.

その際、シリンダヘッドの各バルブシート部に肉盛処理を行う毎に、前記シリンダヘッドを載置台から一旦取り外している。そして、次に処理されるバルブシート部を肉盛処理位置に位置決めし、シリンダヘッドを再度載置台に固定する作業が行われている。このため、各バルブシート部に対する肉盛処理が煩雑化している。   At that time, the cylinder head is once removed from the mounting table each time the valve seat portion of the cylinder head is subjected to the overlaying process. And the valve seat part processed next is positioned in the build-up processing position, and the operation | work which fixes a cylinder head to a mounting base again is performed. For this reason, the overlaying process with respect to each valve seat part is complicated.

そこで、特許文献1に開示されているシリンダヘッド支持装置では、処理されるべきバルブシート部の被処理面が実質的に水平になるようシリンダヘッドを支持するシリンダヘッド載置台と、前記載置台を回転軸線の周りに回転可能に、且つ、各バルブシート部が配列される直線に沿って移動可能に支持するとともに、前記載置台を前記回転軸線の周りに選択的に回転させる回転駆動手段と、処理されるべきバルブシート部の軸線が前記回転軸線に整合するように前記載置台を前記回転駆動手段に対し選択的に位置決めする位置決め手段とを有している。   Therefore, in the cylinder head support device disclosed in Patent Document 1, a cylinder head mounting table that supports the cylinder head so that the processing target surface of the valve seat portion to be processed is substantially horizontal, and the mounting table described above. Rotation drive means for rotating around the rotation axis and supporting the valve seats movably along a straight line in which the valve seat portions are arranged and selectively rotating the mounting table around the rotation axis; Positioning means for selectively positioning the mounting table with respect to the rotation driving means so that the axis of the valve seat to be processed is aligned with the rotation axis.

これにより、シリンダヘッドを載置台に対し繰り返し着脱する必要がなく、直線に沿って配列された全てのバルブシート部を効率的に処理することが可能になる、としている。   Thereby, it is not necessary to repeatedly attach and detach the cylinder head with respect to the mounting table, and all valve seat portions arranged along a straight line can be efficiently processed.

特許第2929785号公報Japanese Patent No. 2929785

ところで、上記の肉盛処理では、シリンダヘッドに対してレーザが直接照射されるため、このシリンダヘッドに熱変形が惹起し易い。このため、各バルブシート部の位置が変動するおそれがある。   By the way, in the above-described overlaying process, the laser is directly irradiated to the cylinder head, so that the cylinder head is likely to be thermally deformed. For this reason, there exists a possibility that the position of each valve seat part may fluctuate.

しかしながら、上記の特許文献1では、シリンダヘッドが載置される載置台を各バルブシート部に対応して位置決めしても、前記バルブシート部が実際の肉盛処理位置に対して正確に載置されない場合がある。これにより、バルブシート部の肉盛処理が高精度に遂行されないという問題が指摘されている。   However, in Patent Document 1 described above, even if the mounting table on which the cylinder head is mounted is positioned corresponding to each valve seat portion, the valve seat portion is mounted accurately with respect to the actual build-up processing position. May not be. Thereby, the problem that the overlaying process of a valve seat part is not performed with high precision is pointed out.

本発明はこの種の問題を解決するものであり、熱変形等に影響されることがなく、各バルブシート部に対して所望の肉盛り処理を高精度且つ良好に施すことが可能なバルブシート部のレーザ肉盛装置を提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and is not affected by thermal deformation or the like, and is capable of performing a desired build-up process on each valve seat portion with high accuracy and goodness. An object of the present invention is to provide a laser overlay apparatus.

本発明は、シリンダヘッドのバルブシート部に金属粉末を供給しつつ、該金属粉末にレーザを照射することにより溶融及び固化させて肉盛りをするバルブシート部のレーザ肉盛装置に関するものである。   The present invention relates to a laser build-up device for a valve seat part that fills the metal powder by melting and solidifying it by irradiating the metal powder with a laser while supplying the metal powder to the valve seat part of a cylinder head.

このレーザ肉盛装置は、シリンダヘッドを支持し、各バルブシート部をレーザが照射される処理位置に搬送するとともに、各バルブシート部の処理面の中心を回転軸として回転可能な載置駆動機構と、前記処理位置に配置される前記バルブシート部を撮像する撮像機構と、前記撮像機構による撮像画像を画像処理し、撮像された前記バルブシート部の位置を演算するとともに、前記演算結果に基づいて前記バルブシート部の位置を調整可能な制御機構とを備えている。   This laser build-up device supports a cylinder head, conveys each valve seat part to a processing position where a laser is irradiated, and is capable of rotating about the center of the processing surface of each valve seat part as a rotation axis. An image pickup mechanism for picking up an image of the valve seat portion disposed at the processing position, image processing of a picked-up image by the image pickup mechanism, calculating a position of the picked-up valve seat portion, and based on the calculation result And a control mechanism capable of adjusting the position of the valve seat portion.

また、載置駆動機構は、シリンダヘッドが所定の角度姿勢で載置される載置台と、前記載置台を移動させることにより、前記シリンダヘッドに設けられる各バルブシート部を、処理位置に選択的に配置する移動台と、前記移動台を回転可能な回転台とを備えることが好ましい。   Further, the mounting drive mechanism selectively moves each valve seat portion provided on the cylinder head as a processing position by moving the mounting table on which the cylinder head is mounted at a predetermined angle and the mounting table. It is preferable to include a moving table disposed on the rotating table and a turntable capable of rotating the moving table.

さらに、撮像機構は、レーザが照射されるバルブシート部に照明光を照射する照明部と、処理位置に配置される前記バルブシート部を撮像する固体撮像素子とを備えることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the imaging mechanism includes an illumination unit that irradiates illumination light to a valve seat unit that is irradiated with a laser, and a solid-state imaging device that images the valve seat unit disposed at a processing position.

さらにまた、固体撮像素子は、載置駆動機構の回転軸の延長線上に配置されることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the solid-state imaging device is disposed on an extension line of the rotation shaft of the mounting drive mechanism.

本発明では、処理位置に配置されるバルブシート部が撮像機構により撮像されると、このバルブシート部の撮像画像が画像処理される。このため、処理位置に対するバルブシート部の位置が正確に演算され、前記演算結果に基づいて前記バルブシート部の位置が調整されている。従って、レーザ照射によりシリンダヘッドに熱変形が惹起していても、処理位置に対して各バルブシート部を正確に位置決めすることができる。これにより、バルブシート部の肉盛り処理が、高精度且つ良好に遂行可能になる。   In the present invention, when the valve seat portion arranged at the processing position is imaged by the imaging mechanism, the captured image of the valve seat portion is subjected to image processing. For this reason, the position of the valve seat portion with respect to the processing position is accurately calculated, and the position of the valve seat portion is adjusted based on the calculation result. Therefore, even if thermal deformation is induced in the cylinder head by laser irradiation, each valve seat portion can be accurately positioned with respect to the processing position. Thereby, the build-up process of the valve seat part can be performed with high accuracy and good.

図1は、本発明の実施形態に係るバルブシート部のレーザ肉盛装置であるレーザクラッド装置10の概略斜視説明図であり、図2は、前記レーザクラッド装置10の側面説明図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view of a laser cladding apparatus 10 that is a laser cladding apparatus for a valve seat portion according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side explanatory view of the laser cladding apparatus 10.

図3は、レーザクラッド装置10により肉盛りされるシリンダヘッド12を示す。このシリンダヘッド12は、例えば、4気筒型のエンジン(内燃機関)であり、各気筒には、2つの給気用バルブ孔14a、14bの周囲にバルブシート部16a、16bと、2つの排気用バルブ孔18a、18bの周囲にバルブシート部20a、20bとが設けられる。   FIG. 3 shows the cylinder head 12 that is built up by the laser cladding apparatus 10. The cylinder head 12 is, for example, a four-cylinder engine (internal combustion engine), and each cylinder has valve seat portions 16a and 16b around two supply valve holes 14a and 14b and two exhaust valves. Valve seat portions 20a and 20b are provided around the valve holes 18a and 18b.

図1及び図2に示すように、レーザクラッド装置10は、シリンダヘッド12のバルブシート部16a、16b及びバルブシート部20a、20bに対し半導体レーザ22を照射して銅合金粉末24を溶融及び固化させるためのレーザ発振機構部26を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the laser cladding apparatus 10 melts and solidifies the copper alloy powder 24 by irradiating the semiconductor laser 22 to the valve seat portions 16 a and 16 b and the valve seat portions 20 a and 20 b of the cylinder head 12. A laser oscillation mechanism unit 26 is provided.

シリンダヘッド12は、アルミ合金製であり、軽量化されている。銅合金粉末24は、銅及びニッケルをベースとする合金の粉末であり、アトマイズ粉末となっている。   The cylinder head 12 is made of an aluminum alloy and is reduced in weight. The copper alloy powder 24 is an alloy powder based on copper and nickel, and is an atomized powder.

レーザクラッド装置10は、シリンダヘッド12を支持し、各バルブシート部16a、16b、20a及び20bを、半導体レーザ22が照射される処理位置に搬送するとともに、前記バルブシート部16a、16b、20a及び20bの処理面の中心を回転軸として回転可能な載置駆動機構28と、前記処理位置に配置される前記バルブシート部16a、16b、20a及び20bを撮像する撮像機構30と、前記撮像機構30による撮像画像を画像処理し、撮像された前記バルブシート部16a、16b、20a及び20bの位置を演算するとともに、前記演算結果に基づいて、前記バルブシート部16a、16b、20a及び20bの位置を調整可能な制御機構32とを備える。なお、制御機構32は、レーザクラッド装置10全体の駆動制御を行う。   The laser cladding apparatus 10 supports the cylinder head 12 and conveys the valve seat portions 16a, 16b, 20a and 20b to a processing position where the semiconductor laser 22 is irradiated, and the valve seat portions 16a, 16b, 20a and The mounting drive mechanism 28 that can rotate about the center of the processing surface 20b as a rotation axis, the imaging mechanism 30 that images the valve seat portions 16a, 16b, 20a, and 20b disposed at the processing position, and the imaging mechanism 30 Image processing is performed on the captured images of the valve seats 16a, 16b, 20a and 20b, and the positions of the valve seats 16a, 16b, 20a and 20b are calculated based on the calculation results. And an adjustable control mechanism 32. The control mechanism 32 performs drive control of the entire laser cladding apparatus 10.

載置駆動機構28は、シリンダヘッド12が所定の角度姿勢で、すなわち、バルブシート部16a、16b、20a及び20bの各処理面が処理位置に配置された際に、前記処理面が水平面に向かうように載置する載置台34と、前記載置台34を直交2軸方向(矢印A方向及び矢印B方向)に移動させる第1ステージ(移動台)36及び第2ステージ(移動台)38と、軸心ROを中心に前記載置台34上の前記シリンダヘッド12を回転させる回転テーブル40とを備える。   The mounting drive mechanism 28 is configured such that when the cylinder head 12 is in a predetermined angular attitude, that is, when the processing surfaces of the valve seat portions 16a, 16b, 20a, and 20b are arranged at the processing position, the processing surface faces the horizontal plane. A first stage (moving base) 36 and a second stage (moving base) 38 for moving the mounting base 34 in the orthogonal biaxial directions (arrow A direction and arrow B direction), And a rotary table 40 that rotates the cylinder head 12 on the mounting table 34 about the axis RO.

レーザ発振機構部26の近傍には、銅合金粉末24を処理位置に対応してバルブシート部16a、16b、20a及び20bに供給する粉末供給ノズル42と、前記処理位置に向かってアルゴンガスを供給するガスノズル44とが配設される。レーザ発振機構部26、粉末供給ノズル42及びガスノズル44は、一体として昇降並びに水平移動可能である。   In the vicinity of the laser oscillation mechanism portion 26, a powder supply nozzle 42 that supplies the copper alloy powder 24 to the valve seat portions 16a, 16b, 20a, and 20b corresponding to the processing position, and argon gas is supplied toward the processing position. Gas nozzle 44 is disposed. The laser oscillation mechanism unit 26, the powder supply nozzle 42, and the gas nozzle 44 can be moved up and down and horizontally moved as a unit.

撮像機構30は、処理位置で半導体レーザ20が照射されるバルブシート部16a、16b、20a及び20bに照明光Lを照射する照明部46と、前記処理位置に配置される前記バルブシート部16a、16b、20a及び20bを撮像する固体撮像素子、例えば、CCDカメラ48とを有する。   The imaging mechanism 30 includes an illumination unit 46 that irradiates the valve seats 16a, 16b, 20a, and 20b irradiated with the semiconductor laser 20 at the processing position, and the valve seat unit 16a that is disposed at the processing position. It has a solid-state image sensor that images 16b, 20a and 20b, for example, a CCD camera 48.

照明部46は、例えば、ハロゲン光源50を備える。CCDカメラ48は、載置駆動機構28の回転軸ROの延長線上に配置される。このCCDカメラ48で撮像された画像は、制御機構32に接続されるモニタ52に表示される。   The illumination unit 46 includes a halogen light source 50, for example. The CCD camera 48 is disposed on an extension line of the rotation axis RO of the placement drive mechanism 28. An image picked up by the CCD camera 48 is displayed on a monitor 52 connected to the control mechanism 32.

このように構成されるレーザクラッド装置10の動作について、以下に説明する。   The operation of the laser cladding apparatus 10 configured as described above will be described below.

先ず、図4に示すように、載置台34上には、マスターワーク60が載置される。このマスターワーク60に設けられている基準バルブ孔62は、半導体レーザ22の照射位置(処理位置)に対応して配置される。   First, as shown in FIG. 4, the master work 60 is placed on the placement table 34. The reference valve hole 62 provided in the master work 60 is arranged corresponding to the irradiation position (processing position) of the semiconductor laser 22.

そこで、撮像機構30を構成する照明部46は、ハロゲン光源50から導入される照明光Lを基準バルブ孔62に照射するとともに、CCDカメラ48が前記基準バルブ孔62を撮像する。CCDカメラ48による撮像画像は、モニタ52に送られる。   Therefore, the illumination unit 46 constituting the imaging mechanism 30 irradiates the reference bulb hole 62 with the illumination light L introduced from the halogen light source 50, and the CCD camera 48 images the reference bulb hole 62. An image captured by the CCD camera 48 is sent to the monitor 52.

従って、制御機構32では、モニタ52に表示されるマスターワーク60の基準バルブ孔62の中心、すなわち、マスター中心MCの位置を記憶する。その際、基準バルブ孔62の位置と直径を検出しており、撮影時の前記基準バルブ孔62の画素数に基づいて、画素と距離との換算がなされる。   Therefore, the control mechanism 32 stores the center of the reference valve hole 62 of the master work 60 displayed on the monitor 52, that is, the position of the master center MC. At that time, the position and diameter of the reference valve hole 62 are detected, and the pixel and distance are converted based on the number of pixels of the reference valve hole 62 at the time of photographing.

上記のように、マスターワーク60に基づいて制御機構32のキャリブレーションが行われた後、このマスターワーク60が載置台34から取り外される一方、ワークであるシリンダヘッド12が前記載置台34に載置保持される。そして、制御機構32の作用下に、載置駆動機構28を構成する第1ステージ36及び第2ステージ38が駆動される。このため、シリンダヘッド12の、例えば、バルブシート部16aが、処理位置に対応して回転軸ROの延長線上に配置されるとともに、前記バルブシート部16aの処理面が水平方向に配置される。   As described above, after the calibration of the control mechanism 32 is performed based on the master workpiece 60, the master workpiece 60 is removed from the mounting table 34, while the cylinder head 12, which is the workpiece, is mounted on the mounting table 34. Retained. Then, under the action of the control mechanism 32, the first stage 36 and the second stage 38 constituting the placement drive mechanism 28 are driven. For this reason, for example, the valve seat portion 16a of the cylinder head 12 is arranged on an extension line of the rotation shaft RO corresponding to the processing position, and the processing surface of the valve seat portion 16a is arranged in the horizontal direction.

次に、図2に示すように、バルブシート部16aの周囲の一部に、粉末供給ノズル42から銅合金粉末24が供給されるとともに、ガスノズル44から不活性ガスであるアルゴンガスが噴出される。この状態で、レーザ発振機構部26から半導体レーザ22が照射されるとともに、回転テーブル40が回転される。   Next, as shown in FIG. 2, the copper alloy powder 24 is supplied from the powder supply nozzle 42 to part of the periphery of the valve seat portion 16 a, and argon gas, which is an inert gas, is jetted from the gas nozzle 44. . In this state, the semiconductor laser 22 is irradiated from the laser oscillation mechanism unit 26 and the rotary table 40 is rotated.

これにより、銅合金粉末24の供給位置及び半導体レーザ22の照射位置は、バルブシート部16aの周囲に沿って相対的且つ環状に移動し、前記銅合金粉末24の溶融池が環状に移動する。さらに、回転テーブル40が、少なくとも1回転することにより、バルブシート部16aの周囲に肉盛層が形成される。   As a result, the supply position of the copper alloy powder 24 and the irradiation position of the semiconductor laser 22 move relative and annularly along the periphery of the valve seat portion 16a, and the molten pool of the copper alloy powder 24 moves annularly. Furthermore, a build-up layer is formed around the valve seat portion 16a by rotating the turntable 40 at least once.

バルブシート部16aの肉盛処理が終了した後、半導体レーザ22の照射が停止されるとともに、第2ステージ38が駆動される。従って、載置台34と一体的にシリンダヘッド12が気筒配列方向(図1中、矢印A方向)に所定距離だけ移動され、バルブシート部16bが半導体レーザ22の照射位置に対応して配置される。   After the build-up process of the valve seat portion 16a is completed, the irradiation of the semiconductor laser 22 is stopped and the second stage 38 is driven. Accordingly, the cylinder head 12 is moved by a predetermined distance in the cylinder arrangement direction (in the direction of arrow A in FIG. 1) integrally with the mounting table 34, and the valve seat portion 16b is arranged corresponding to the irradiation position of the semiconductor laser 22. .

この場合、本実施形態では、予め設定された処理位置(照射位置)に対応して、バルブシート部16bが配置される際、撮像機構30を介して前記処理位置における前記バルブシート部16bの画像が撮像される。このバルブシート部16bの画像は、モニタ52に表示される。   In this case, in the present embodiment, when the valve seat portion 16b is arranged corresponding to a preset processing position (irradiation position), the image of the valve seat portion 16b at the processing position via the imaging mechanism 30. Is imaged. An image of the valve seat portion 16b is displayed on the monitor 52.

図5に示すように、制御機構32では、モニタ52上に表示されるバルブ孔14bの中心VCと、マスターワーク60によって得られた基準バルブ孔62のマスター中心MCとのずれ量及び径変化が演算される。マスター中心MCからバルブ孔14bの中心VCまでのずれ量及び径変化は、画素数に基づいた画素−距離換算によって数値化処理され、載置駆動機構28の直交2軸座標上の補正位置として設定される。   As shown in FIG. 5, in the control mechanism 32, a deviation amount and a diameter change between the center VC of the valve hole 14 b displayed on the monitor 52 and the master center MC of the reference valve hole 62 obtained by the master work 60 are changed. Calculated. A deviation amount and a diameter change from the master center MC to the center VC of the valve hole 14b are digitized by pixel-distance conversion based on the number of pixels and set as a correction position on the orthogonal biaxial coordinates of the mounting drive mechanism 28. Is done.

これにより、バルブシート部16bのバルブ孔14bの中心VCは、回転テーブル40の軸心RO上に正確に配置され、前記バルブシート部16bには、上記のバルブシート部16aと同様に肉盛処理が施される。その際、バルブシート部16bは、半導体レーザ22の照射位置に対応して高精度に位置決めされており、例えば、シリンダヘッド12が前記半導体レーザ22の照射によって熱変形していても、前記バルブシート部16bを処理位置に対して高精度且つ確実に位置決めすることができる。   As a result, the center VC of the valve hole 14b of the valve seat portion 16b is accurately arranged on the axis RO of the rotary table 40, and the valve seat portion 16b is subjected to the overlaying process in the same manner as the valve seat portion 16a. Is given. At this time, the valve seat portion 16b is positioned with high accuracy corresponding to the irradiation position of the semiconductor laser 22, and for example, even if the cylinder head 12 is thermally deformed by the irradiation of the semiconductor laser 22, the valve seat The part 16b can be accurately and reliably positioned with respect to the processing position.

このため、クラッド位置制御不良により、例えば、図6に示すように、肉盛後に黒皮残り70が発生したり、図7に示すように、バルブシート部16b、20b間に部材(アルミニウム合金)の溶けや割れ等の品質不良部位72が発生することを確実に阻止することができる。従って、バルブシート部16a、16bの肉盛処理が、高精度且つ良好に遂行され、効率的な肉盛処理が遂行されるという効果が得られる。   For this reason, for example, as shown in FIG. 6, a black skin residue 70 is generated after building up as shown in FIG. 6, or a member (aluminum alloy) between the valve seat portions 16 b and 20 b as shown in FIG. It is possible to reliably prevent the occurrence of poor quality parts 72 such as melting and cracking of the steel. Therefore, it is possible to obtain the effect that the overlaying process of the valve seat portions 16a and 16b is performed with high accuracy and goodness and the efficient overlaying process is performed.

なお、排気側のバルブシート部20a及び20bにおいても同様に、上記の品質不良を確実に阻止し、高品質且つ良好な肉盛処理が図られるという利点がある。   Similarly, the exhaust-side valve seat portions 20a and 20b also have an advantage that the above-mentioned quality defects are reliably prevented and a high quality and good build-up process is achieved.

本発明の実施形態に係るバルブシート部のレーザ肉盛装置であるレーザクラッド装置の概略斜視説明図である。It is a schematic perspective explanatory drawing of the laser cladding apparatus which is a laser cladding apparatus of the valve seat part which concerns on embodiment of this invention. 前記レーザ肉盛装置の側面説明図である。It is side surface explanatory drawing of the said laser cladding apparatus. シリンダヘッドの説明図である。It is explanatory drawing of a cylinder head. 前記レーザ肉盛装置のキャリブレーションの説明図である。It is explanatory drawing of the calibration of the said laser cladding apparatus. 前記バルブシート部の中心ずれの説明図である。It is explanatory drawing of the center shift | offset | difference of the said valve seat part. 前記バルブシート部に黒皮残りの説明図である。It is explanatory drawing of the black skin remaining in the said valve seat part. 前記バルブシート部の品質不良部位の説明図である。It is explanatory drawing of the quality defect site | part of the said valve seat part.

符号の説明Explanation of symbols

10…レーザクラッド装置 12…シリンダヘッド
14a、14b、18a、18b…バルブ孔
16a、16b、20a、20b…バルブシート部
22…半導体レーザ 24…銅合金粉末
26…レーザ発振機構部 28…載置駆動機構
30…撮像機構 32…制御機構
34…載置台 36、38…ステージ
40…回転テーブル 42…粉末供給ノズル
44…ガスノズル 46…照明部
48…CCDカメラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser clad apparatus 12 ... Cylinder head 14a, 14b, 18a, 18b ... Valve hole 16a, 16b, 20a, 20b ... Valve seat part 22 ... Semiconductor laser 24 ... Copper alloy powder 26 ... Laser oscillation mechanism part 28 ... Mounting drive Mechanism 30 ... Imaging mechanism 32 ... Control mechanism 34 ... Mounting table 36, 38 ... Stage 40 ... Rotary table 42 ... Powder supply nozzle 44 ... Gas nozzle 46 ... Illumination unit 48 ... CCD camera

Claims (4)

シリンダヘッドのバルブシート部に金属粉末を供給しつつ、該金属粉末にレーザを照射することにより溶融及び固化させて肉盛りをするバルブシート部のレーザ肉盛装置であって、
前記シリンダヘッドを支持し、各バルブシート部を前記レーザが照射される処理位置に搬送するとともに、各バルブシート部の処理面の中心を回転軸として回転可能な載置駆動機構と、
前記処理位置に配置される前記バルブシート部を撮像する撮像機構と、
前記撮像機構による撮像画像を画像処理し、撮像された前記バルブシート部の位置を演算するとともに、前記演算結果に基づいて前記バルブシート部の位置を調整可能な制御機構と、
を備えることを特徴とするバルブシート部のレーザ肉盛装置。
A laser build-up device for a valve seat that melts and solidifies by supplying a laser to the metal powder while supplying metal powder to the valve seat portion of the cylinder head,
A mounting drive mechanism that supports the cylinder head, conveys each valve seat portion to a processing position irradiated with the laser, and is rotatable about the center of the processing surface of each valve seat portion as a rotation axis;
An imaging mechanism for imaging the valve seat portion disposed at the processing position;
A control mechanism that performs image processing on a captured image by the imaging mechanism, calculates the position of the valve seat portion that has been imaged, and adjusts the position of the valve seat portion based on the calculation result;
A laser cladding apparatus for a valve seat portion comprising:
請求項1記載のレーザ肉盛装置において、前記載置駆動機構は、前記シリンダヘッドが所定の角度姿勢で載置される載置台と、
前記載置台を移動させることにより、前記シリンダヘッドに設けられる各バルブシート部を、前記処理位置に選択的に配置する移動台と、
前記移動台を回転可能な回転台と、
を備えることを特徴とするバルブシート部のレーザ肉盛装置。
2. The laser cladding apparatus according to claim 1, wherein the mounting drive mechanism includes a mounting table on which the cylinder head is mounted at a predetermined angular attitude;
By moving the mounting table, each valve seat provided in the cylinder head, a moving table that selectively arranges at the processing position;
A turntable capable of rotating the movable table;
A laser cladding apparatus for a valve seat portion comprising:
請求項1又は2記載のレーザ肉盛装置において、前記撮像機構は、前記レーザが照射される前記バルブシート部に照明光を照射する照明部と、
前記処理位置に配置される前記バルブシート部を撮像する固体撮像素子と、
を備えることを特徴とするバルブシート部のレーザ肉盛装置。
3. The laser cladding apparatus according to claim 1, wherein the imaging mechanism includes an illumination unit that irradiates illumination light to the valve seat unit irradiated with the laser;
A solid-state imaging device that images the valve seat portion disposed at the processing position;
A laser cladding apparatus for a valve seat portion comprising:
請求項3記載のレーザ肉盛装置において、前記固体撮像素子は、前記載置駆動機構の回転軸の延長線上に配置されることを特徴とするバルブシート部のレーザ肉盛装置。   4. The laser beam overlaying apparatus according to claim 3, wherein the solid-state imaging device is disposed on an extension line of a rotation shaft of the placement drive mechanism.
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